Курсовая работа Вариаторы различных типов и их применение Введение Вариатор

На концы валов насажены две торовые чашки 1 и 2 (Приложение 5), выполненные по форме круглого тора. Вращение от ведущей чашки к ведомой передается промежуточными дисками 3, свободно вращающимися на осях 4. Угловая скорость ведомой чашки изменяется при одновременном повороте осей 4 вокруг шарнира 5.
При этом изменяются радиусы R₁ и R₂ чашек 1 и 2, т.е. ; . Отсюда


.

Для торовых вариаторов диапазон регулирования

.

Такая схема вариатора характеризуется малым геометрическим скольжением, что является основным преимуществом торового вариатора, позволяющим повысить КПД до 0,95. Для прижатия тел качения применяют обычно шариковое нажимное устройство, при котором чашка 1 связана с валом при помощи двух или трех шариков, помещенных в гнездах клиновидной формы. Если вал привести во вращение, то он сместится по отношению к чашке на некоторый угол, выжмет шарики, создаст необходимую силу нажатия. Такое устройство обеспечивает величину силы нажатия в соответствии с изменением нагрузки. В СНГ торовые вариаторы нормализованы для мощностей от 1,5 до 20 кВт при Д от 6,25 до 3. Материал тел качения – закаленная сталь по закаленной стали в масле или сталь по текстолиту без смазки.

В ниссановском вариаторе Extroid применена специальная система, где управляемый электроникой прецизионный гидравлический механизм перемещает обоймы с роликами вверх или вниз на микроскопическую величину, а далее, из-за возникшего сдвига относительно оси дисков, ролик поворачивается сам.

7. Волновая передача

Это механическая передача (зубчатая, фрикционная, винтовая), в которой вращение передаётся и преобразуется циклическим возбуждением волн деформации в так называемом гибком элементе (отсюда название «волновая»). Изобретатель В. п. – американский инженер У. Массер (1959).

Наиболее распространена зубчатая волновая передача (Приложение 5), которая обычно состоит из жёсткого элемента – зубчатого колеса с внутренними зубьями, неподвижно закреплённого в корпусе передачи; гибкого элемента – цилиндрической тонкостенной шестерни, выполненной в виде стакана с наружными зубьями, число которых несколько меньше числа зубьев жёсткого колеса (стакан закреплён на выходном валу и расположен внутри жёсткого колеса); генератора волн деформации (волнообразователя) – овального кулачка с надетым на него шарикоподшипником. Генератор вставлен соосно в гибкое колесо и при вращении растягивает его. Число волн деформации равно числу выступов кулачка. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление с зубьями жёсткого, а во впадинах волн полностью из него выходят. При вращении генератора с той же угловой скоростью движутся волны деформации, т.е. в гибком колесе возбуждаются бегущие волны, в вершинах которых происходит зацепление. Разница чисел зубьев жёсткого и гибкого колёс обычно равна (реже кратна) числу волн деформации. В зависимости от числа волн В. п. называются одно-, двух- или трёхволновыми.

8. Клиноременной вариатор

Данный тип вариатора состоит из нескольких (как правило, одной – двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число. Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременного вариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется.

Для трогания автомобиля с места используются обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.
Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и «вклинивается» в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним. Как изменяется передаточное число? Устройство ведущего шкива (ведущий шкив вращается коленвалом) таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше и дальше от центра шкива. Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается (Приложение 6), и ремень на нем плавно утопает все ближе и ближе к центру шкива. Чем больше обороты двигателя – тем больше сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала к заднему колесу.

9. Шариковые вариаторы

В шаровых вариаторах ведущие и ведомые колеса имеют конические рабочие поверхности. Промежуточными телами являются шары. Регулирование производится изменением угла наклона оси вращения шаров, что изменяет радиусы до точек контакта шара с конусами. При одинаковых углах конусов обоих колес ось вращения шара параллельна оси. При наклоне оси вращения шара из этого положения против часовой стрелки на угол у имеет место работа на ускорение, при обратном наклоне оси вращения – работа на замедление. Шаровой вариатор может обладать большим диапазоном регулирования с остановкой и реверсом ведомой системы. Однако при приближении оси вращения шара к точке контакта геометрическое скольжение значительно возрастает, характеристика вариатора получается нежесткой (угловая скорость ведомого вала значительно изменяется при изменении нагрузки), а КПД резко падает.